glukan mungkin adalah yang paling karbohidrat melimpah di biosfer. Sebagian besar membentuk dinding sel bakteri, tumbuhan , ragi, dan organisme hidup lainnya. Beberapa merupakan zat cadangan vertebrata .
Semua glukan terdiri dari satu jenis monosakarida berulang: glukosa. Namun, ini dapat ditemukan dalam berbagai macam bentuk dan dengan berbagai macam fungsi.
Contoh ikatan umum dalam B-glukan (Sumber: Jatlas2 / Domain publik melalui Wikimedia Commons)
Nama glukan berasal dari kata Yunani ” glykys “, yang berarti “manis.” Beberapa buku teks menyebut glukan sebagai polimer non-selulosa yang dibentuk oleh molekul glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1-3 (ketika mengatakan “non-selulosa”, mereka yang merupakan bagian dari dinding sel tumbuhan dikeluarkan dari kelompok ini) .
Namun, semua polisakarida yang terdiri dari glukosa, termasuk yang membentuk dinding sel tumbuhan dapat diklasifikasikan sebagai glukan.
Banyak glukan adalah salah satu senyawa pertama yang diisolasi dari berbagai bentuk kehidupan untuk mempelajari efek fisiologisnya pada vertebrata, terutama pada sistem kekebalan mamalia.
Indeks artikel
Struktur
Glycans memiliki komposisi yang relatif sederhana, meskipun keragaman besar dan kompleksitas struktur yang dapat ditemukan di alam. Semuanya adalah polimer glukosa besar yang dihubungkan oleh ikatan glukosidik, ikatan yang paling sering adalah (1-3), (1-3) dan (1-6).
Gula ini, seperti semua sakarida berdasarkan glukosa, pada dasarnya terdiri dari tiga jenis atom: karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), yang membentuk struktur siklik yang dapat digabungkan bersama, ya membentuk rantai.
Sebagian besar glukan terdiri dari rantai lurus, tetapi rantai yang ada / menampilkan cabang disatukan melalui ikatan glukosidik tipe (1-4) atau (1-4) dalam kombinasi dengan ikatan (1-6).
Penting untuk disebutkan bahwa sebagian besar glukan dengan ikatan “α” digunakan oleh makhluk hidup sebagai suplai energi, secara metabolis.
Glukan dengan proporsi ikatan “β” tertinggi adalah karbohidrat struktural. Ini memiliki struktur yang lebih kaku dan lebih sulit untuk dipecahkan oleh aksi mekanis atau enzimatik, sehingga mereka tidak selalu berfungsi sebagai sumber energi dan karbon.
Jenis glukan
Makromolekul ini bervariasi sesuai dengan konfigurasi anomerik unit glukosa yang menyusunnya; posisi, jenis dan jumlah cabang yang bergabung. Semua varian telah diklasifikasikan menjadi tiga jenis glukan:
– -glukan (selulosa, lichenin, cymosan atau zymosan, dll.)
Struktur kimia zymosan
– , -glukan
– -glukan (glikogen, pati, dekstran, dll.)
Struktur kimia dekstran
, -Glucans juga dikenal sebagai “glukan campuran”, karena mereka menggabungkan berbagai jenis ikatan glukosidik. Mereka memiliki struktur paling kompleks dalam karbohidrat dan umumnya memiliki struktur yang sulit dipisahkan menjadi rantai karbohidrat yang lebih kecil.
Umumnya, glukan memiliki senyawa dengan berat molekul tinggi , dengan nilai yang bervariasi antara ribuan hingga jutaan dalton.
Karakteristik glukan
Semua glukan memiliki lebih dari 10 molekul glukosa yang dihubungkan bersama dan yang paling umum adalah menemukan senyawa ini terdiri dari ratusan atau ribuan residu glukosa yang membentuk rantai tunggal.
Setiap glukan memiliki karakteristik fisik dan kimia khusus, yang bervariasi tergantung pada komposisi dan lingkungan di mana ia ditemukan.
Ketika glukan dimurnikan, mereka tidak memiliki warna, aroma atau rasa, meskipun pemurnian tidak pernah setepat untuk mendapatkan satu molekul tunggal yang terisolasi dan mereka selalu diukur dan dipelajari “kurang lebih”, karena isolat mengandung beberapa molekul yang berbeda.
Glycans dapat ditemukan sebagai homo atau heteroglycans.
– Homoglikan hanya terdiri dari satu jenis anomer glukosa
– Heteroglikan terdiri dari anomer glukosa yang berbeda.
Hal ini umum untuk heteroglikan, ketika dilarutkan dalam air, untuk membentuk suspensi koloid (mereka larut lebih mudah jika terkena panas). Dalam beberapa kasus, pemanasan menghasilkan struktur dan / atau gel yang teratur.
Penyatuan antara residu yang membentuk struktur utama glukan (polimer) terjadi berkat ikatan glukosidik. Namun, struktur distabilkan melalui interaksi “hidrostatik” dan beberapa ikatan hidrogen.
Contoh pengikatan glikosidik dalam Glikogen (Sumber: Glykogen.svg-NEUROtikerderivative-work-Marek-M-Public-domain melalui Wikimedia Commons)
Fitur
Glukan adalah struktur yang sangat serbaguna untuk sel hidup. Pada tumbuhan, misalnya, kombinasi ikatan (1-4) antara molekul -glukosa memberikan kekakuan yang besar pada dinding sel masing-masing sel, membentuk apa yang dikenal sebagai selulosa.
Struktur selulosa (Sumber: Vicente Neto / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) melalui Wikimedia Commons)
Seperti pada tumbuhan, pada bakteri dan jamur, jaringan serat glukan mewakili molekul yang membentuk dinding sel kaku yang melindungi membran plasma dan sitosol yang ditemukan di dalam sel.
Pada hewan vertebrata molekul cadangan utama adalah glikogen. Ini adalah glukan yang dibentuk oleh banyak residu glukosa yang dihubungkan berulang kali, membentuk rantai, yang bercabang di seluruh struktur.
Umumnya, glikogen disintesis di hati semua vertebrata dan sebagian disimpan dalam jaringan otot.
Glikogen, “pati” hewan (Sumber: Mikael Häggström / Domain publik, melalui Wikimedia Commons)
Singkatnya, glukan tidak hanya memiliki fungsi struktural, tetapi juga penting dari sudut pandang penyimpanan energi. Setiap organisme yang memiliki peralatan enzimatik untuk memecah ikatan dan memisahkan molekul glukosa untuk digunakan sebagai “bahan bakar” menggunakan senyawa ini untuk bertahan hidup.
Kegunaan di industri
Glukan banyak digunakan dalam industri makanan di seluruh dunia, karena memiliki karakteristik yang sangat bervariasi dan sebagian besar tidak memiliki efek toksik bagi konsumsi manusia.
Banyak membantu menstabilkan struktur makanan dengan berinteraksi dengan air, menciptakan emulsi atau gel yang memberikan konsistensi yang lebih besar untuk persiapan kuliner tertentu. Contohnya bisa berupa tepung kanji atau tepung maizena.
Perasa buatan dalam makanan umumnya merupakan produk dari penambahan pemanis, yang sebagian besar terdiri dari glukan. Ini harus melalui kondisi yang sangat ekstrim atau jangka waktu yang lama untuk kehilangan efeknya.
Titik leleh yang tinggi dari semua glukan berfungsi untuk melindungi banyak senyawa sensitif suhu rendah dalam makanan. Glukan “menyerap” molekul air dan mencegah kristal es memecah molekul yang membentuk bagian lain dari makanan.
Selain itu, struktur yang dibentuk oleh glukan dalam makanan bersifat termoreversibel, yaitu dengan menaikkan atau menurunkan suhu di dalam makanan, mereka dapat memulihkan rasa dan teksturnya pada suhu yang sesuai.
Referensi
- Di Luzio, NR (1985, Desember). Pembaruan pada aktivitas imunomodulasi glukan. Dalam seminar Springer dalam imunopatologi (Vol. 8, No. 4, hlm. 387-400). Springer-Verlag.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2015). Lehninger: prinsip-prinsip biokimia.
- Novak, M., & Vetvicka, V. (2009). Glukan sebagai pengubah respons biologis. Gangguan Endokrin, Metabolik & Kekebalan Tubuh-Target Obat (Sebelumnya Target Obat Saat Ini-Gangguan Kekebalan Tubuh, Endokrin & Metabolik), 9 (1), 67-75.
- Synytsya, A., & Novak, M. (2014). Analisis struktural glukan. Sejarah kedokteran translasi, 2 (2).
- Vetvicka, V., & Vetvickova, J. (2018). Glukan dan Kanker: Perbandingan -glukan yang Tersedia Secara Komersial – Bagian IV. Penelitian antikanker, 38 (3), 1327-1333.
